Características do vírus do mosaico do tabaco, estrutura, replicação

Ele Vírus do mosaico do tabaco (Tmv, de Inglês Vírus do mosaico do tabaco) É um vírus vegetal de RNA que causa a aparência de manchas marrons nas folhas de plantas de tabaco e outras culturas de interesse econômico, como tomates e outros solanáceas.

Seu nome deriva do padrão de pontos causado por plantas infectadas, que é descrito como um "mosaico". Este é o primeiro vírus que foi identificado e descrito na natureza, fatos que ocorreram entre o final de 1800 e o início de 1900, ou seja, mais de um século atrás.

Micrografia eletrônica do vírus do mosaico do tabaco (fonte: nenhum autor legível por máquina fornecido. CHB assumiu (com base em reivindicações de direitos autorais). / Domínio público, via Wikimedia Commons)

Estima -se que as perdas de tabaco causadas pelo vírus do mosaico do tabaco sejam de cerca de 1%, à medida que mais e mais plantas resistentes estão crescendo. No entanto, outras culturas como tomate.

Um dos principais problemas agronômicos relacionados a esse vírus tem a ver com o fato de que pode viver mesmo quando a planta que hospeda morre e, além disso, com a qual suporta altas temperaturas, de modo que a eliminação de uma colheita ou as instalações de um Greenhouse é bastante desafiador.

No entanto, o vírus do mosaico do tabaco provou ser muito útil como:

- Modelo simbólico e didático para expor as características essenciais que definem vírus

- Protótipo para investigar a biologia das plantas hospedeiras de parasitas, especialmente o tabaco

- Ferramenta para o estudo de interações hospedadas em patógenos e tráfego celular

- Ferramenta biotecnológica para a expressão da proteína do interesse farmacêutico no tabaco.

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Descoberta

Desde sua identificação, o vírus do mosaico do tabaco teve um papel transcendental no estabelecimento do campo da virologia, pois foi o primeiro vírus identificado e descrito na história.

Tudo começou em 1879, quando o químico agrícola alemão Adolf Meyer se dedicou ao estudo de algumas doenças que afetaram o tabaco.

Este cientista mostrou que uma doença que causou a aparência de manchas nas folhas de tabaco poderia ser transmitida de uma planta doente para outra saudável, apenas esfregando as últimas folhas com um extrato do primeiro.

Meyer chamou isso de "doença do tabaco em mosaico" e sugeriu inicialmente que o agente etiológico (aquele que a produziu) era de origem bacteriana, embora não pudesse isolar ou cultivar experimentalmente Em vitro.

Pode atendê -lo: Colletotrichum gloeosporioides: características, ciclo e controleEstrutura do vírus do mosaico do tabaco. 1) RNA monocatenário, 2) Capsômer ou Protomer, subunidade da proteína CP CPPSide e 3) Estrutura de Capse (Fonte: Y_TAMBE/CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0) via Wikimedia Commons)

Descoberta do primeiro vírus

O crédito pela descoberta das partículas virais é merecido por Dmitry Ivanovsky, um microbiologista russo que investigou a doença do mosaico do tabaco entre 1887 e 1890, descobrindo que o agente causal da doença era pequeno que poderia passar pelos pequenos poros de um filtro de porcelana, onde as bactérias não podiam passar.

Com este evento, Ivanovsky determinou que a doença era devida a um "vírus do filtro", tomando o termo "vírus" da palavra latina para "veneno".

Os trabalhos de Ivanovsky foram confirmados posteriormente, em 1895, pelo holandês Willem Beijerinck, que demonstrou a transmissão serial do vírus (da planta para a planta) usando a seiva filtrada de plantas doentes.

O trabalho de Beijerinck também servia que não era simplesmente uma toxina química, mas sim um agente vivo capaz de se autodenagem.

Entre 1927 e 1931, dois cientistas do Instituto Boyce Thompson, na Filadélfia, Vinson e Petri, concentraram o vírus da precipitação usando os métodos usados ​​para purificação de proteínas.

Mais tarde, em 1935, Stanley purificou o vírus e conseguiu cristalizar partículas altas e infecciosas em forma de agulha, marcando um evento sem precedentes, no qual uma entidade "viva" poderia ocorrer em um estado cristalino.

Anos depois, com a colaboração e o trabalho de numerosos cientistas, foi determinado que o vírus do mosaico do tabaco era um vírus da banda simples, com uma aparência filamentosa ou morfologia.

Caracteristicas

- É um simples vírus de RNA de banda cujos virions ou partículas virais são em forma de haste

- Seu genoma, assim como a maioria dos vírus, é protegido por uma cobertura de proteínas

- Pertence à família e ao gênero Virgaviridae Tobamovírus

- Infecta as plantas de tabaco e também algumas plantas relacionadas, especialmente Solanáceas (batata, tomate, berinjela, etc.), adicionando mais de 200 possíveis hosts

- É extremamente estável e pode permanecer em diferentes superfícies por um longo tempo

- Em plantas infectadas, esse vírus se acumula em títulos consideravelmente altos

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- Os sintomas causados ​​por plantas doentes são notórias e fáceis de identificar

Estrutura

O vírus do mosaico do tabaco, como comentado, é uma banda simples (monocatenário) vírus de RNA cujas partículas virais são haste.

Esquema generalizado da estrutura do vírus do mosaico do tabaco, TMV (fonte: tmv_structure.PNG: Graham Colm Talk O uploader original era Grahamcolm na Wikipedia inglesa.Trabalho derivado: arnaugir/cc by-s (https: // criativecommons.Org/licenças/BY-SA/3.0) via Wikimedia Commons)

Cobertura de proteínas

A estrutura característica de cada partícula viral é dada por uma cobertura de proteína formada por uma hélice dextrogiana de uma proteína conhecida como "proteína de cobertura".

Esta capa tem aproximadamente 2.130 subunidades de proteína, que se traduzem em uma partícula viral de um tamanho médio de 300 nm de comprimento, um diâmetro de 18 nm e um centro oco de 2 nm de raio, onde o genoma ocupa um raio próximo a 4 nm.

Vista superior da tampa da proteína TMV (Fonte: Autores de deposição: Stubbs, G., Pattanayak, r., Namba, k.; Autor de visualização: Usuário: Astrojan/CC por (https: // criativecommons.Org/licenças/por/4.0) via Wikimedia Commons)

Genoma

O RNA genômico é intercalado entre as reviravoltas sucessivas da hélice que forma a capa, juntando -se a três de seus nucleotídeos em cada subunidade de proteína e, portanto, sendo completamente coberto com proteína.

Disse o genoma é 6.395 nucleotídeos de comprimento e possui um “capuz” invertido de 7-metil-guanosinas ligadas à sua extremidade de 5 'através de uma ligação trfosfato.

As informações codificadas no genoma do TMV correspondem a 4 genes que codificam 4 produtos diferentes:

- Duas proteínas associadas à replicação, uma das 126 kDa e outra de 183 kDa, traduzidas diretamente do RNA do vírus

- Uma proteína de movimento (MP, inglês Proteína de movimento) e uma proteína estrutural ou coberta (CP, inglês Proteína de revestimento), que são traduzidos de Arns "subgenômico"

Uma infecção bem -sucedida de TMV envolve a cooperação desses quatro produtos multifuncionais com muitos dos componentes celulares da planta hospedeira, especialmente com a membrana celular e o citoesqueleto.

Replicação

Para entender o mecanismo de replicação do TMV, é necessário entender alguns aspectos da infecção com este vírus.

Infecção inicial

O TMV entra apenas em uma planta através de feridas mecânicas que abrem temporariamente a membrana plasmática ou causam eventos de pinocitose.

A infecção pode ocorrer devido a feridas causadas por manipulação com mãos infectadas e através de instrumentos de poda infectados, etc., Mas raramente é transmitido por insetos.

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Uma vez no citosol, as partículas virais são desmontadas e liberadas seu RNA genômico, que é reconhecido pela célula como se fosse seu próprio RNA e fosse traduzido por enzimas citosólicas especializadas para esse fim para esse fim, para esse fim.

O "capuz" das metil-guanosinas do RNA genômico do TMV é da maior importância para esse processo, pois consegue "esquivar" o sistema de "vigilância" da célula e promover a interação disso com outros componentes celulares.

O número de partículas virais montadas aumenta rapidamente e elas podem abandonar a célula infectada e infectar outras células vizinhas através dos plasmodesmos, que são "canais" que conectam o citosol de uma célula com o das células circundantes.

Eventualmente, as partículas virais atingem o sistema de translocação da planta, ou seja, o xilema e o floema, que se dispersam por toda a planta.

Como está o processo de replicação?

O vírus do mosaico do tabaco usa seu genoma como um padrão para sintetizar fios complementares negativos que servem como um molde para a síntese de um grande número de fios positivos.

Esses moldes também são usados ​​para a síntese de mensageiros "subgenômicos" contendo quadros de leitura abertos para proteínas MP e CP.

As duas proteínas associadas à replicação que são codificadas no RNA genômico do TMV têm domínios de metil-transferase, helicasa e RNA-polimerase.

A replicação parece ocorrer em um complexo associado à membrana do retículo endoplasmático que contém essas proteínas, proteína de movimento (MP), RNA viral e outras proteínas da planta hospedeira.

Sintomas

Os sintomas do vírus do mosaico do tabaco variam muito de uma espécie de planta para outra. Em outras palavras, eles dependem consideravelmente do tipo de planta hospedeira e, além disso, da tensão do vírus, no "fundo" genético da planta e nas condições ambientais onde é encontrado.

Fotografia da folha de uma planta de tabaco infectada com o TMV (fonte: r.J. Reynolds Tobacco Company Slide Set / Public Domain, via Wikimedia Commons)

Os sintomas geralmente aparecem cerca de 10 dias após a infecção inicial e estes são:

- Aparência de manchas marrons ou amareladas com uma matrona em mosaico nas folhas foliares

- Necrose

- Crescimento atrofiado

- Rolando as folhas

- Amarelecimento do tecido

- Baixo desempenho na produção de frutas e até aparecimento de frutas danificadas e deformadas

- Atraso na maturação dos frutos

- Cor do uniforme das frutas (especialmente no tomate)

Referências

1. Butler, p. J. G. (1999). Auto-montagem do vírus do mosaico do tabaco: o papel de um agregado intermediário na geneving especificidade e velocidade. Transações filosóficas da Sociedade Real de Londres. Série B: Biological Sciences, 354 (1383), 537-550.
2. Liu, c., & Nelson, R. S. (2013). A biologia celular da replicação e movimento do vírus do mosaico do tabaco. Frontiers in Plant Science, 4, 12.
3. Mphuthi, p. (2017). Vírus dos sintomas do mosaico do tabaco, transmissão e gerenciamento. Farmer's Weekly, 2017 (17014), 60-61.
4. Rifkind, d., & Freeman, G. (2005). As descobertas vencedoras do Prêmio Nobel em doenças infecciosas. Elsevier.
5. Scholthof, k. B. G. (2000). Lições sobre patologia vegetal: vírus do mosaico do tabaco. Plant Health Instr.
6. Scholthof, k. B. G. (2004). Vírus do mosaico do tabaco: um sistema modelo para biologia vegetal. Annu. Rev. Fitopatol., 42, 13-34.